耗能腋撑对钢筋混凝土框架抗震加固性能分析

为了减小强烈地震作用下钢筋混凝土框架梁柱节点的损伤破坏,在不影响建筑使用空间的前提下,提出在梁柱节点区附近设置耗能腋撑,改善框架结构的抗震性能.以一榀普通单层钢筋混凝土框架结构为研究对象,耗能腋撑采用防屈曲支撑,对框架结构进行低周反复数值模拟试验研究,并变化耗能腋撑布置方式,研究耗能腋撑对框架抗震性能影响.计算结果表明,带耗能腋撑框架滞回曲线饱满,框架结构的强度与刚度退化得到减缓,延性系数提高了53%;随着耗能腋撑与梁端距离或夹角的增大,框架结构的初始刚度与承载力均得到提高,两者分别提高了48%和39%,其延性系数最大可达到8.66;而耗能腋撑与梁的夹角对框架结构的刚度退化系数影响并不显著.耗能腋撑有效地改善了钢筋混凝土框架的抗震性能.     

基于IDA的带耗能腋撑转换框架地震易损性分析

基于普通和带耗能腋撑钢筋混凝土转换框架结构的增量动力分析,对两者开展地震易损性研究,并建立其易损性曲线方程,评估带耗能腋撑钢筋混凝土转换框架结构的抗震可靠性,分析防屈曲耗能腋撑对钢筋混凝土转换框架结构破坏机制的影响.研究表明,防屈曲耗能腋撑可显著地降低钢筋混凝土转换框架结构处于不同破坏状态的超越概率,降幅为5％ ～ 8...     

RC框架-钢管混凝土腋撑结构抗震性能分析

腋撑是设置于梁柱节点区域的短斜撑,用于提高结构抗水平力作用性能。与普通框架支撑相比,腋撑能提高建筑的有效使用空间,提高建筑的使用功能。腋撑可采用钢支撑、混凝土支撑以及耗能支撑等形式。钢管混凝土腋撑相比于钢腋撑,其轴向承载力较高;相比于混凝土腋撑和耗能腋撑,其施工更为方便。以新沂市某中学教学楼为背景工程,分别构建RC框架和RC框架-钢管混凝土腋撑结构模型,计算两种结构的振型、自振周期、能力曲线以及刚度退化速率等动力性能指标,通过对比分析,探讨增加钢管混凝土腋撑后对结构抗震性能的影响。研究表明,增设钢管混凝土腋撑后,结构的水平极限承载力和初始刚度大幅提高,层间位移明显减小,RC框架-钢管混凝土腋撑结构是一种抗震性能较好的新型结构。     

带高耗能黏弹性阻尼器腋撑RC框架结构抗震性能

为研究高耗能黏弹性阻尼器腋撑对RC框架结构抗震性能的影响,基于已有普通框架试验和高耗能黏弹性阻尼器精细力学模型,对普通RC框架结构和带高耗能黏弹性阻尼器腋撑RC框架结构进行了宽频大幅值水平正弦稳态激励荷载作用下的抗震性能数值模拟分析.对比研究了2类框架的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、附加阻尼比、关键部位点钢筋应变规律等.研究结果表明:加设高耗能黏弹性阻尼器腋撑RC框架结构的耗能能力、承载力、侧向刚度及附加阻尼比大幅度提高,对结构承载力退化和刚度退化的抑制效果显著;激励频率对2类结构大位移幅值的滞回特性以及钢筋处于弹性阶段应变的影响不大,而对中小位移幅值的滞回特性以及钢筋处于塑性阶段应变的影响较大;加设高耗能黏弹性阻尼器腋撑改变了框架结构的受力模式,大幅度减小了梁柱节点区的受力,有效地保护了梁柱节点.     

梁柱式木结构加固方法及抗侧力性能试验研究

为研究梁柱式胶合木结构在加固后的抗侧力性能,对9榀单层单跨梁柱式木框架足尺试件进行了低周反复荷载试验,其中3榀为未损坏对照组试件,6榀为加固组试件.考虑了节点区域包裹碳纤维布(FRP)和植入自攻螺钉2种加固方法,及纯框架和隅撑框架2种结构体系形式.根据试验现象和试验数据的分析,探讨了木结构加固方法的可行性,对比了不同方法的效果和差异,研究了各组试件在反复荷载作用下的破坏模式、刚度、变形和耗能等力学性能.结果表明,2种加固方法均可以有效地抑制裂缝开展,并能够恢复结构的强度、刚度、耗能等力学性能;受损的梁柱式木结构框架,采用节点区域加固并增设隅撑,结构的抗侧力性能可以得到显著的提高.     

钢筋混凝土带腋撑框架结构

提出了一种设置带腋撑的新型钢筋混凝土(含预应力混凝土)框架结构.该结构由常规的钢筋混凝土框架结构以及设置在节点区的腋撑组成.腋撑的上、下端分别和框架梁、框架柱刚接.腋撑的设置,改变了框架梁端、框架柱端的设计控制截面的位置,大幅度减少了框架梁端、框架柱端的设计控制截面的弯矩值、剪力值,并且大幅度减少了框架梁跨中的挠度.试验结果表明,该新型结构具有良好的性能.该新型钢筋混凝土带腋撑框架结构适用于单层或多层大跨度的混凝土结构房屋建筑以及土木工程构筑物,有广泛的应用前景.     

钢筋混凝土带腋撑框架结构

提出了一种设置带腋撑的新型钢筋混凝土（含预应力混凝土）框架结构。该结构由常规的钢筋混凝土框架结构以及设置在节点区的腋撑组成。腋撑的上、下端分别和框架梁、框架柱刚接。腋撑的设置,改变了框架梁端、框架柱端的设计控制截面的位置,大幅度减少了框架梁端、框架柱端的设计控制截面的弯矩值、剪力值,并且大幅度减少了框架梁跨中的挠度。试验结果表明,该新型结构具有良好的性能。该新型钢筋混凝土带腋撑框架结构适用于单层或多层大跨度的混凝土结构房屋建筑以及土木工程构筑物,有广泛的应用前景。     

碳纤维加固受损混凝土框架节点的试验研究

采用低周反复加载试验方法对采用碳纤维加固的受损混凝土框架节点进行试验研究,详细介绍了未加固、直接采用碳纤维加固和受损后采用碳纤维布加固情况下强柱弱梁和强梁弱柱型框架节点的破坏过程.结果表明:节点受损前采用碳纤维布加固的效果比节点受损后再加固的效果好;节点受损后经碳纤维加固,其抗剪承载能力和抗变形能力均有所提高,但对抗变形能力的提高更显著;碳纤维加固使得强梁弱柱型节点的破坏模式从脆性破坏转变为延性破坏;碳纤维布对框架节点进行加固可有效改善节点的捏缩现象,提高其耗能能力;框架节点试件受损加固后随着轴压比增大,节点的耗能能力提高的程度却在不断降低.     

型钢混凝土转换节点的抗剪性能

通过对连续型钢混凝土梁式转换层结构模型的两种加载方式进行拟静力试验,对比分析了型钢混凝土转换节点与柱不带轴压力型钢混凝土框架节点的抗震特性,得到了区别于普通框架节点的转换节点破坏机制、耗能能力、强度退化等.建立有限元模型,进一步对比分析,证明了转换节点在地震作用下的受力特性符合节点斜压杆机理,建立了型钢混凝土节点抗剪受力模型.     

带腋撑钢筋混凝土框架结构的力学性能

提出了一种新型的带腋撑钢筋混凝土框架结构,研究了该新型框架结构在竖向荷载和水平荷载下的力学性能.和常规的钢筋混凝土框架结构相比,该新型结构的设计控制截面的位置位于梁腋撑处、柱腋撑处以及框架柱底,框架梁端、框架柱端的弯矩、剪力大幅度减小.大尺寸新型框架结构的加载试验和非线性有限元分析结果表明:在荷载作用下,该新型结构的塑性铰首先出现在梁腋撑处,然后才在梁跨中出现,梁端、柱端及节点区受力性能良好,合理的设计可以保证结构具有良好的承载能力和变形能力.     

能力谱法在腋撑转换剪力墙结构抗震性能设计中的应用

按照刚度等效、内力等效的原则,对剪力墙结构进行模拟框架等效代换,从而能够通过分析杆件单元塑性铰出现的特点、次序来研究剪力墙结构的弹塑性性能。针对高层建筑转换结构使用中的要求,提出了一种腋撑式的新型梁式转换结构,并对该种结构进行了剪力墙结构算例的Push-over分析。采用能力谱法评估了该结构的整体抗震性能,表明该方法是对带转换层剪力墙结构进行弹塑性分析、评估结构抗震安全性的一种有效方法。     

钢筋混凝土带腋撑框架结构的力学性能

提出了一种新型的带腋撑钢筋混凝土框架结构。设置的腋撑的上、下端分别和框架梁、框架柱刚接。该新型结构的设计控制截面的位置位于梁腋撑处、柱腋撑处以及框架柱底,和常规的钢筋混凝土框架结构相比,该新型结构的框架梁端、框架柱端的弯矩值、剪力值大幅度减少。试验结果表明,该新型结构在荷载作用下,首先在梁腋撑处的外侧形成塑性铰,然后梁跨中才出现塑性铰,梁端、柱端及节点区受力性能良好,合理的设计,可以保证结构具有良好的承载能力和变形能力。进行了该新型结构的非线形有限元分析,讨论了强柱系数、轴压比、剪跨比、配箍率等参数对该新型结构的抗侧承载力和极限位移的影响。     

预应力混凝土水平加腋框架节点抗震性能试验

通过6个预应力混凝土框架节点在低周反复荷载作用下的抗震性能试验,对加腋节点和普通节点在模拟地震作用下的破坏形态、滞回特性、特征荷载、延性以及耗能能力等抗震性能进行了对比分析.研究表明,预应力筋不穿柱加腋节点具有良好的延性和耗能能力,其抗震性能不比穿柱不加腋的节点差,能够满足抗震设防要求.最后,提出了加强加腋节点构造要求的设计建议.     

斜拉筋加固砌体结构伪静力试验研究

对普通砖砌体应用斜拉筋加固技术,在低周反复荷载作用下就加固砖砌体的抗震性能进行试验研究,分析结构的滞回特性、骨架曲线、延性系数、耗能能力以及刚度退化等指标的变化规律.结果表明,随着斜拉筋配筋量的增大,试件的开裂荷载和极限荷载均得到提高,结构耗能能力和延性系数增加,墙体破坏形态由脆性到延性转变.斜拉筋加固作为砌体结构加固的一种新技术被提出.     

耗能隅撑钢框架节点性能分析

针对目前钢框架节点设计不合理或构造上存在缺陷,就会因地震造成损坏而使结构失效甚至倒塌,设计一种能良好抵抗地震作用的新型耗能节点构造形式,即在框架梁柱连接的节点处布置变形性能好同时低强度的耗能隅撑,此种节点简称为"耗能隅撑钢框架节点"。其中,耗能隅撑芯材采用屈服点较低的软钢。通过大型有限元分析软件ABAQUS对耗能隅撑芯材、梁柱节点和两种连接形式下的耗能隅撑节点进行低周往复荷载作用下的拟静力分析,分析结果表明:在小震作用下,耗能隅撑的布置在满足钢结构抗侧移要求的前提下能有效提高钢框架节点的抗侧刚度;在大震作用下,耗能隅撑芯材先于梁柱屈服,通过其塑性变形消耗地震产生的能量,解决了传统设计节点利用框架梁塑性变形消耗地震能量的问题。梁柱刚接耗能隅撑节点具有"双保险"的性能;梁柱铰接耗能隅撑节点连接方法优于传统梁柱刚接节点,符合装配式的安装要求,可替代传统的连接方法。     

贴CFRP加梁端加腋加固震损PC节点的抗震性能

为了研究震损装配式混凝土(PC)框架结构的加固方法,设计并完成了两个足尺平面PC框架中节点试件的拟静力预损试验,发现试件沿预制梁柱与节点核心区结合面处产生了水平、竖直剪切裂缝.根据PC节点的破坏模式,提出了外贴碳纤维复合材料(CFRP)加梁端加腋组合加固震损PC节点的加固方法.加固震损PC节点拟静力试验结果表明:该加固方法使梁端塑性铰区由紧邻节点核心区移至梁腋末端,且梁柱与节点核心区结合面未开裂.震损加固后节点GJ-1和GJ-2的累计耗能分别比完好节点J-1和J-2提高了88.1%和49.4%,承载能力分别提高了25.2%和67.8%,刚度分别提高了27%和34%.GJ-1和GJ-2的位移延性系数为J-1和J-2的100%和93.1%,说明震损节点加固后基本恢复到原PC节点的延性水平.外贴CFRP加梁端加腋组合加固法能提高震损PC框架结构的抗震性能.     

受损对碳纤维加固框架节点的影响

通过对碳纤维加固受损与未受损框架节点的试验研究,对二者在承载力、刚度、延性、耗能能力、强度退化及刚度退化等方面进行比较和分析.结果表明,对节点的极限承载力、延性提高影响小,使加固试件前期刚度比未加固试件降低,减小碳纤维加固对耗能能力的提高作用,削弱碳纤维加固对强度退化及刚度退化的改善作用.     

新型复合填充墙钢框架研究

首次提出了一种新型的空腔复合填充墙钢框架抗侧力体系.在试验研究的基础上,建立了该体系的恢复力特性模型,对影响空腔结构砌体填充墙钢框架抗侧力性能的因素进行了讨论.空腔结构砌块复合填充墙钢框架是一种新型的钢框架抗侧力体系,采用了空腔结构砌块复合填充墙后,钢框架的抗侧力刚度和延性均得到提高.空腔结构砌块复合填充墙具有较好的耗能能力,在结构弹塑性受力的初期阶段是结构耗能的主要途径.图5,参9.     

加气混凝土砌块组合墙加固震损框架抗震性能试验

针对震损框架结构的整体抗震加固需求,提出一种将RC(钢筋混凝土)-加气混凝土砌块组合墙嵌入震损框架内部实现抗震加固的方法,通过模型试验探讨该加固方法的可行性.首先进行1∶2比例混凝土框架试件的预损试验,试件加载至大震损坏状态,然后将组合墙嵌入震损框架内部实现加固,再次进行加固框架试件的抗震性能试验.根据试验结果,分析了原框架、震损加固框架的破坏过程和滞回曲线特点,对比研究了两者在承载力、刚度、变形能力等方面的相同及差异之处.结果表明:对于大震震损框架,组合墙加固后其整体承载力与原框架基本一致或略有提高,屈服及极限阶段的等效抗侧刚度、耗能能力大于原框架,破坏阶段其变形能力及耗能略差于原框架.试验初步证明了组合墙加固震损框架是一种可行的加固方法.     

附加消能支撑的结构减振试验研究

介绍了空框架以及附加单向斜撑、小八字撑以及小八字曲拐撑的4种结构的自由振动试验以及正弦稳态激振试验,比较了其消能能力.在正弦稳态激振试验中,分别在柱端施加不同的位移,测试其在不同频率下框架及阻尼器的力-位移滞回曲线.结果表明,附加黏弹性消能支撑后,结构的刚度改变不大,而结构阻尼和消能能力增大,从而有效地保护主体结构在振动中免遭破坏;通过对结果分析比较,得出空框架本身的耗能能力有限,而相对单向斜撑和小八字撑而言,小八字曲拐撑有着较好的消能能力,值得推广应用。